JP3621607B2

JP3621607B2 - 携帯電話機の高周波送受信回路

Info

Publication number: JP3621607B2
Application number: JP21395899A
Authority: JP
Inventors: 一司小舟
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JP2001044875A; KR20010015439A; KR100366822B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機の高周波送受信回路に係わり、特に、送受信信号の周波数バンドが異なった周波数位置にあり、かつ、送受信信号の周波数バンドの周波数配置が互いに反対になっている２種の携帯電話システムに両立して使用できるることが可能な携帯電話機の高周波送受信回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各国においては、基地局と移動局（携帯電話器）との間で通信が行われる符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方式の携帯電話システムが普及されるようになった。ところが、この符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方式の携帯電話システムは、それぞれの国で個別に開発され、かつ、その携帯電話システムの規格も個別に定められていることから、携帯電話システムに使用されている送受信信号の周波数バンドも、各国において異なっていることが多い。例えば、日本の携帯電話システムにおいては、基地局から移動局に伝送される受信信号（ＲＸ）の周波数バンドが８３２乃至８７０ＭＨｚに設定され、移動局から基地局に伝送される送信信号（ＴＸ）の周波数バンドが８８７乃至９２５ＭＨｚに設定されているのに対し、米国及び韓国の携帯電話システムにおいては、移動局から基地局に伝送される送信信号（ＴＸ）の周波数バンドが８２４乃至８５０ＭＨｚに設定され、基地局から移動局に伝送される受信信号（ＲＸ）の周波数バンドが８６９乃至８９３ＭＨｚに設定されている。すなわち、日本と米国（韓国）の携帯電話システムを比べたとき、送受信信号の周波数バンドが互いに異なった周波数位置にあり、しかも、送受信信号の周波数バンドの周波数配置が互いに反対になっている。このため、日本の携帯電話システムに使用される携帯電話器（移動局）は、米国（韓国）の携帯電話システムの携帯電話器（移動局）に使用することはできないものであり、同様に、米国（韓国）の携帯電話システムに使用される携帯電話器（移動局）は、日本の携帯電話システムの携帯電話器（移動局）に使用することはできないものである。
【０００３】
ところが、最近になって、送受信信号の周波数バンドが異なった周波数位置にあり、しかも、送受信信号の周波数バンドの周波数配置が互いに反対になっているような２種の携帯電話システムに対して、１つの携帯電話機を用いるだけで、これら２種の携帯電話システムに対応できるようにした携帯電話機を得るための試みがなされている。
【０００４】
図３は、このような試みによって提案された携帯電話機であって、その高周波送受信回路の構成例を示す回路図である。
【０００５】
図３に示されるように、この試みによる携帯電話機の高周波送受信回路は、１回路２接点の高周波用切替スイッチ３１と、第１アンテナ共用器３２と、第２アンテナ共用器３３と、第１アイソレータ３４と、第２アイソレータ３５と、第１電力増幅器（ＰＡ１）３６と、第１低雑音増幅器（ＬＮＡ１）３７と、第２低雑音増幅器（ＬＮＡ２）３８と、第２電力増幅器（ＰＡ２）３９と、送受信共用アンテナ４０を備えている。
【０００６】
そして、高周波用切替スイッチ３１は、可動接点が送受信共用アンテナ４０に接続され、一方の固定接点が第１アンテナ共用器３２の共通ポートＰ_Ｃ１に接続され、他方の固定接点が第２アンテナ共用器３３の共通ポートＰ_Ｃ２に接続される。第１アンテナ共用器３２は、入力ポートＰ_Ｉ１が第１アイソレータ３４を通して第１電力増幅器３６の出力端に接続され、出力ポートＰ_Ｏ１が第１低雑音増幅器３７の入力端に接続される。第２アンテナ共用器３３は、出力ポートＰ_Ｏ２が第２低雑音増幅器３８の入力端に接続され、入力ポートＰ_Ｉ２が第２アイソレータ３５を通して第２電力増幅器３９の出力端に接続される。なお、第１電力増幅器３６及び第２電力増幅器３９の各入力端にはそれぞれ第１バンドパスフィルタ及び第４バンドパスフィルタ（いずれも図示なし）の出力端が接続され、第１低雑音増幅器３７及び第２低雑音増幅器３８の各出力端にはそれぞれ第３バンドパスフィルタ及び第２バンドパスフィルタ（いずれも図示なし）の入力端が接続される。
【０００７】
ここで、図２は、日本及び米国（韓国）の携帯電話システムにおける送信信号（ＴＸ）及び受信信号（ＲＸ）の周波数位置関係を示す説明図である。
【０００８】
図２に示されるように、日本の携帯電話システムにおいては、送信信号（ＴＸ）周波数バンドが８８７乃至９２５ＭＨｚで、受信信号（ＲＸ）周波数バンドが８３２乃至８７０ＭＨｚであるのに対し、米国（韓国）の携帯電話システムにおいては、送信信号（ＴＸ）周波数バンドが８２４乃至８４９ＭＨｚで、受信信号（ＲＸ）周波数バンドが８６９乃至８９４ＭＨｚになっている。
【０００９】
図３に示された携帯電話機を日本及び米国（韓国）の携帯電話システムに適用する場合、第１電力増幅器３６及び第１低雑音増幅器３７は、一方の携帯電話システム、例えば米国（韓国）の携帯電話システムにおける送信信号（ＴＸ）及び受信信号（ＲＸ）を増幅するものであり、第２低雑音増幅器３８及び第２電力増幅器３９は、他方の携帯電話システム、例えば日本の携帯電話システムにおける受信信号（ＲＸ）及び送信信号（ＴＸ）を増幅するものである。そして、第１バンドパスフィルタは８２４乃至８４９ＭＨｚの通過帯域を有し、第２バンドパスフィルタは８３２乃至８７０ＭＨｚの通過帯域を有している。また、第３バンドパスフィルタは８６９乃至８９４ＭＨｚの通過帯域を有し、第４バンドパスフィルタは８８７乃至９２５ＭＨｚの通過帯域を有している。
【００１０】
前記構成による携帯電話機の高周波送受信回路は、次のように動作する。
【００１１】
まず、この携帯電話機を米国（韓国）の携帯電話システムで使用する場合、高周波用切替スイッチ３１の可動接点を図３の実線の位置に切替える。このとき、この携帯電話機から基地局に送信される送信信号は、第１バンドパスフィルタを通して第１電力増幅器３６に供給され、第１電力増幅器３６で送信信号に適した信号レベルまで電力増幅された後、第１アイソレータ３４を通って第１アンテナ共用器３２の入力ポートＰ_Ｉ１に供給される。その後、送信信号は、第１アンテナ共用器３２の入力ポートＰ_Ｉ１から共通ポートＰ_Ｃ１に伝送され、共通ポートＰ_Ｃ１から高周波用切替スイッチ３１の切替えられている可動接点を通して送受信共用アンテナ４０に供給され、送受信共用アンテナ４０から信号電波として送信される。一方、基地局から送信された信号電波が送受信共用アンテナ４０で受信されると、受信信号は、送受信共用アンテナ４０から高周波用切替スイッチ３１の切替えられている可動接点を通して第１アンテナ共用器３２の共通ポートＰ_Ｃ１に供給され、その共通ポートＰ_Ｃ１から出力ポートＰ_Ｏ１に伝送される。その後、受信信号は、出力ポートＰ_Ｏ１から第１低雑音増幅器３７に供給されて所定レベルまで増幅され、増幅された受信信号は、第３バンドパスフィルタを通して利用回路（図示なし）に供給される。
【００１２】
次に、この携帯電話機を日本の携帯電話システムで使用する場合、高周波用切替スイッチ３１の可動接点を図３の実線の位置から点線の位置に切替える。このときも、この携帯電話機から基地局に送信される送信信号は、第４バンドパスフィルタを通して第２電力増幅器３９に供給され、第２電力増幅器３９で送信信号に適した信号レベルまで電力増幅された後、第２アイソレータ３５を通して第２アンテナ共用器３３の入力ポートＰ_Ｉ２に供給される。その後、送信信号は、第２アンテナ共用器３３の入力ポートＰ_Ｉ２から共通ポートＰ_Ｃ２に伝送され、共通ポートＰ_Ｃ２から高周波用切替スイッチ３１の切替えられている可動接点を通して送受信共用アンテナ４０に供給され、送受信共用アンテナ４０から信号電波として送信される。一方、基地局から送信された信号電波が送受信共用アンテナ４０で受信されると、受信信号は、送受信共用アンテナ４０から高周波用切替スイッチ３１の切替えられている可動接点を通して第２アンテナ共用器３３の共通ポートＰ_Ｃ２に供給され、その共通ポートＰ_Ｃ２から出力ポートＰ_Ｏ２に伝送される。その後、受信信号は、出力ポートＰ_Ｏ２から第２低雑音増幅器３９に供給されて所定レベルまで増幅され、増幅された受信信号は、第２バンドパスフィルタを通して利用回路（図示なし）に供給される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記提案による携帯電話機は、２種の携帯電話システムにそれぞれ使用される２種の高周波送受信回路部分を実質的に並列配置した構成になっているため、使用される構成部品が多くなり、特に、サイズの大きい第１アンテナ共用器３２及び第２アンテナ共用器３３や第１アイソレータ３４及び第２アイソレータ３５を用いる必要があるため、全体の構造がかなり大きくならざるを得ず、携帯用として好ましくないものである。
【００１４】
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、使用される構成部品を少くし、かつ、サイズの大きい構成部品を極力減らすことにより、小型で軽量の携帯電話機を得ることが可能な携帯電話機の高周波送受信回路を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明による携帯電話機の高周波送受信回路は、一方のポート、他方のポート、送受信共用アンテナに接続され、制御信号が供給される共通ポートを有し、制御信号によって高周波信号が一方のポートと共通ポート間を伝送する際に第１周波数バンドと第２周波数バンドとの間でバンドシフトが行われ、また、制御信号によって高周波信号が他方のポートと共通ポートとの間を伝送する際に第３周波数バンドと第４周波数バンドとの間でバンドシフトが行われる２ポートバンドシフト型アンテナ共用器と、バンドシフト型アンテナ共用器の一方のポートに接続される第１サーキュレータと、バンドシフト型アンテナ共用器の他方のポートに接続される第２サーキュレータと、第１サーキュレータにそれぞれ接続された第１周波数バンドの高周波信号を送信する第１送信信号系及び第２周波数バンドの高周波信号を受信する第１受信信号系と、第２サーキュレータにそれぞれ接続された第３周波数バンドの高周波信号を受信する第２受信信号系及び第４周波数バンドの高周波信号を送信する第２送信信号系とを備えた構成になっている。
【００１６】
前記構成による一つの具体例において、第１周波数バンドは米国の送信周波数バンド、第２周波数バンドは日本の受信周波数バンド、第３周波数バンドは米国の受信周波数バンド、第４周波数バンドは日本の送信周波数バンドにそれぞれ設定されているものである。
【００１７】
前記構成による他の具体例において、第１送信信号系及び第２送信信号系はそれぞれ電力増幅器を含み、第１受信信号系及び第２受信信号系はそれぞれ低雑音増幅器を含むものである。
【００１８】
これらの構成によれば、２ポートバンドシフト型アンテナ共用器は、２ポートの中の１方のポートと共通ポート間において第１周波数バンドと第２周波数バンドとの間でバンドシフトが行われ、他方のポートと共通ポート間において第３周波数バンドと第４周波数バンドとの間でバンドシフトが行われるもので、２種の携帯電話システムの中の一方、例えば米国（韓国）の携帯電話システムの信号送信を第１周波数バンドを用いて、日本の携帯電話システムの信号受信を第２周波数バンドを用いて、米国（韓国）の携帯電話システムの信号受信を第３周波数バンドを用いて、日本の携帯電話システムの信号送信を第４周波数バンドを用いて行うことができるだけでなく、このときに２ポートバンドシフト型アンテナ共用器と第１サーキュレータ及び第２サーキュレータとを用いれば足りるので、使用される構成部品が少く、かつ、サイズの大きい構成部品を減らすことができ、小型で軽量の携帯電話機が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明による携帯電話機の高周波送受信回路の一つの実施の形態を示す回路構成図である。
【００２１】
図１に示されるように、この実施の形態による携帯電話機の高周波送受信回路は、２ポートバンドシフト型アンテナ共用器１と、第１サーキュレータ２と、第２サーキュレータ３と、第１電力増幅器（ＰＡ１）４と、第１低雑音増幅器（ＬＮＡ１）５と、第２低雑音増幅器（ＬＮＡ２）６と、第２電力増幅器（ＰＡ２）７と、第１バンドパスフィルタ（ＢＦ１）８と、第２バンドパスフィルタ（ＢＦ２）９と、第３バンドパスフィルタ（ＢＦ３）１０と、第４バンドパスフィルタ（ＢＦ４）１１と、第１信号入力端子１２と、第１信号出力端子１３と、第２信号出力端子１４と、第２信号入力端子１５と、送受信共用アンテナ１６と、制御信号供給端子１７とからなっている。この場合、第１電力増幅器４と第１バンドパスフィルタ８と第１信号入力端子１２は、第１送信信号系を構成し、第１低雑音増幅器５と第２バンドパスフィルタ９と第１信号出力端子１３は、第１受信信号系を構成している。また、第２低雑音増幅器６と第３バンドパスフィルタ１０と第２信号出力端子１４は、第２受信信号系を構成し、第２電力増幅器７と第４バンドパスフィルタ１１と第２信号入力端子１５は、第２送信信号系を構成している。
【００２２】
そして、２ポートバンドシフト型アンテナ共用器１は、一方のポートＰ_１が第１サーキュレータ２の第１ポート（図番なし）に接続され、他方のポートＰ_２が第２サーキュレータ３の第１ポート（図番なし）に接続され、共通ポートＰ_Ｃが送受信共用アンテナ１６に接続され、制御ポートＰ_ＣＯが制御信号供給端子１７に接続される。第１電力増幅器４は、出力端が第１サーキュレータ２の第２ポート（図番なし）に接続され、入力端が第１バンドパスフィルタ８の出力端に接続される。第１低雑音増幅器５は、入力端がサーキュレータ２の第３ポート（図番なし）に接続され、出力端が第２バンドパスフィルタ９の入力端に接続される。第２低雑音増幅器６は、入力端が第２サーキュレータ３の第２ポート（図番なし）に接続され、出力端が第３バンドパスフィルタ１０の入力端に接続される。第２電力増幅器７は、出力端が第２サーキュレータ３の第３ポート（図番なし）に接続され、入力端が第４バンドパスフィルタ１１の出力端に接続される。第１バンドパスフィルタ８は、入力端が第１信号入力端子１２に接続され、第２バンドパスフィルタ９は、出力端が第１信号出力端子１３に接続される。第３バンドパスフィルタ１０は、出力端が第２信号出力端子１４に接続され、第４バンドパスフィルタ１１は、入力端が第２信号入力端子１５に接続される。
【００２３】
この場合、２ポートバンドシフト型アンテナ共用器１は、制御ポートＰ_ＣＯに供給される制御信号に対応して、一方のポートＰ_１と共通ポートＰ_Ｃとの間を伝送する高周波信号に対して、第１周波数バンド（８２４乃至８４９ＭＨｚ）と第２周波数バンド（８３２乃至８７０ＭＨｚ）との間でバンドシフトを行い、また、他方のポートＰ_２と共通ポートＰ_Ｃとの間を伝送する高周波信号に対して、第３周波数バンド（８６９乃至８９４ＭＨｚ）と第４周波数バンド（８８７乃至９２５ＭＨｚ）との間でバンドシフトを行う。
【００２４】
前記構成によるこの実施の形態による携帯電話機の高周波送受信回路は、次のように動作する。
【００２５】
始めに、この携帯電話機を米国（韓国）の携帯電話システムで使用する場合は、この携帯電話機から基地局に送信する際に、第１信号入力端子１２に送信信号が供給される。この送信信号は、第１バンドパスフィルタ８を通して第１電力増幅器４に供給され、第１電力増幅器４で送信信号に適した信号レベルまで電力増幅された後、第１サーキュレータ２に供給される。第１サーキュレータ２において、送信信号は、その第２ポートから第１ポートに伝送され、第１ポートから２ポートバンドシフト型アンテナ共用器１の一方のポートＰ_１に供給される。２ポートバンドシフト型アンテナ共用器１において、送信信号は、一方のポートＰ_１から共通ポートＰ_Ｃに伝送され、共通ポートＰ_Ｃから送受信共用アンテナ１６に供給され、送受信共用アンテナ１６から信号電波として送信される。一方、基地局から送信された信号電波が送受信共用アンテナ１６で受信されると、受信信号は、送受信共用アンテナ１６から２ポートバンドシフト型アンテナ共用器１の共通ポートＰ_Ｃに供給され、その共通ポートＰ_Ｃから他方のポートＰ_２に伝送され、他方のポートＰ_２から第２サーキュレータ３に供給される。第２サーキュレータ３において、受信信号は、その第１ポートから第２ポートに伝送され、第２ポートから第２低雑音増幅器６に供給されて所定レベルまで増幅され、増幅された受信信号は、第３バンドパスフィルタ１０を通して第２信号出力端子１４に供給され、第２信号出力端子１４から利用回路（図示なし）に供給される。
【００２６】
次に、この携帯電話機を日本の携帯電話システムで使用する場合は、この携帯電話機から基地局に送信する際に、第２信号入力端子１５に送信信号が供給される。この送信信号は、第４バンドパスフィルタ１１を通して第２電力増幅器７に供給され、第２電力増幅器７で送信信号に適した信号レベルまで電力増幅された後、第２サーキュレータ３に供給される。第２サーキュレータ３において、送信信号は、その第３ポートから第１ポートに伝送され、第１ポートから２ポートバンドシフト型アンテナ共用器１の他方のポートＰ_２に供給される。２ポートバンドシフト型アンテナ共用器１において、送信信号は、他方のポートＰ_２から共通ポートＰ_Ｃに伝送され、共通ポートＰ_Ｃから送受信共用アンテナ１６に供給され、送受信共用アンテナ１６から信号電波として送信される。一方、基地局から送信された信号電波が送受信共用アンテナ１６で受信されると、受信信号は、送受信共用アンテナ１６から２ポートバンドシフト型アンテナ共用器１の共通ポートＰ_Ｃに供給され、その共通ポートＰ_Ｃから一方のポートＰ_１に伝送され、一方のポートＰ_１から第１サーキュレータ２に供給される。第１サーキュレータ２において、受信信号は、その第１ポートから第３ポートに伝送され、第３ポートから第１低雑音増幅器５に供給されて所定レベルまで増幅され、増幅された受信信号は、第２バンドパスフィルタ９を通して第１信号出力端子１３に供給され、第１信号出力端子１３から利用回路（図示なし）に供給される。
【００２７】
この動作時に、２ポートバンドシフト型アンテナ共用器１は、制御ポートＰ_ＣＯに供給される制御信号によって、共通ポートＰ_Ｃを選択的に一方のポートＰ_１または他方のポートＰ_２に切替え接続し、共通ポートＰ_Ｃと一方のポートＰ_１との間に高周波信号伝送路を形成するか、または、共通ポートＰ_Ｃと他方のポートＰ_２との間に高周波信号伝送路を形成する。そして、高周波信号伝送路を形成した際に、伝送される高周波信号の周波数バンドに応じてその周波数バンドにバンドシフトする。
【００２８】
このように、この実施の形態による携帯電話機の高周波送受信回路によれば、米国（韓国）の携帯電話システムの信号送信を第１周波数バンドを用いて、日本の携帯電話システムの信号受信を第２周波数バンドを用いて、米国（韓国）の携帯電話システムの信号受信を第３周波数バンドを用いて、日本の携帯電話システムの信号送信を第４周波数バンドを用いて行うことができるとともに、２ポートバンドシフト型アンテナ共用器１と第１サーキュレータ２及び第２サーキュレータ３とを用いているだけであるので、使用構成部品が少く、かつ、サイズの大きい構成部品を減らして、小型で軽量の携帯電話機を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、２ポートバンドシフト型アンテナ共用器が２ポートの中の１方のポートと共通ポート間において第１周波数バンドと第２周波数バンドとの間でバンドシフトを行い、他方のポートと共通ポート間において第３周波数バンドと第４周波数バンドとの間でバンドシフトを行うので、２種の携帯電話システムの中の一方、例えば米国（韓国）の携帯電話システムの信号送信を第１周波数バンドを用いて、日本の携帯電話システムの信号受信を第２周波数バンドを用いて、米国（韓国）の携帯電話システムの信号受信を第３周波数バンドを用いて、日本の携帯電話システムの信号送信を第４周波数バンドを用いて行うことができるだけでなく、このときに２ポートバンドシフト型アンテナ共用器と第１サーキュレータ及び第２サーキュレータとを用いれば足りるので、使用される構成部品が少く、かつ、サイズの大きい構成部品を減らすことができ、小型で軽量の携帯電話機を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による携帯電話機の高周波送受信回路の一つの実施の形態を示す回路構成図である。
【図２】日本及び米国（韓国）の携帯電話システムにおける送信信号（ＴＸ）及び受信信号（ＲＸ）の周波数位置関係を示す説明図である。
【図３】既に提案されている２種の携帯電話システムに両立する携帯電話機の高周波送受信回路の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
１２ポートバンドシフト型アンテナ共用器
２第１サーキュレータ
３第２サーキュレータ
４第１電力増幅器（ＰＡ１）
５第１低雑音増幅器（ＬＮＡ１）
６第２低雑音増幅器（ＬＮＡ２）
７第２電力増幅器（ＰＡ２）
８第１バンドパスフィルタ（ＢＦ１）
９第２バンドパスフィルタ（ＢＦ２）
１０第３バンドパスフィルタ（ＢＦ３）
１１第４バンドパスフィルタ（ＢＦ４）
１２第１信号入力端子
１３第１信号出力端子
１４第２信号出力端子
１５第２信号入力端子
１６送受信共用アンテナ
１７制御信号供給端子

Claims

一方のポート、他方のポート、送受信共用アンテナに接続され、制御信号が供給される共通ポートを有し、前記制御信号によって高周波信号が前記一方のポートと前記共通ポート間を伝送する際に第１周波数バンドと第２周波数バンドとの間でバンドシフトが行われ、また、前記制御信号によって高周波信号が前記他方のポートと前記共通ポートとの間を伝送する際に第３周波数バンドと第４周波数バンドとの間でバンドシフトが行われる２ポートバンドシフト型アンテナ共用器と、前記バンドシフト型アンテナ共用器の一方のポートに接続される第１サーキュレータと、前記バンドシフト型アンテナ共用器の他方のポートに接続される第２サーキュレータと、前記第１サーキュレータにそれぞれ接続された前記第１周波数バンドの高周波信号を送信する第１送信信号系及び前記第２周波数バンドの高周波信号を受信する第１受信信号系と、前記第２サーキュレータにそれぞれ接続された前記第３周波数バンドの高周波信号を受信する第２受信信号系及び前記第４周波数バンドの高周波信号を送信する第２送信信号系とを備えていることを特徴とする携帯電話機の高周波送受信回路。
前記第１周波数バンドは米国の送信周波数バンドであり、前記第２周波数バンドは日本の受信周波数バンドであり、前記第３周波数バンドは米国の受信周波数バンドであり、前記第４周波数バンドは日本の送信周波数バンドであることを特徴とする請求項１に記載の携帯電話機の高周波送受信回路。
前記第１送信信号系及び前記第２送信信号系はそれぞれ電力増幅器を含み、前記第１受信信号系及び前記第２受信信号系はそれぞれ低雑音増幅器を含むことを特徴とする請求項１に記載の携帯電話機の高周波送受信回路。